面向服務數(shù)字教育資源安全整合框架設計實現(xiàn)

1、-面向效勞的數(shù)字教育資源平安整合框架設計及其實現(xiàn)摘要：面向效勞的體系架構SOA為數(shù)字教育資源共享提供了新的效勞模式，設計一個全局的平安框架是面向效勞的數(shù)字教育資源整合中的難點問題。分析了分布式教育效勞資源整合的平安需求，提出了基于分層的數(shù)字教育效勞資源平安整合框架SERSHF模型。SERSHF采用層次構造展示資源平安整合的全景視圖，具有模塊化、靈活性和可伸縮性特點，有助于降低SOA環(huán)境下數(shù)字教育資源共享建立的開發(fā)本錢，發(fā)揮SOA技術優(yōu)勢的整體效應。文章最后給出了SERSHF在數(shù)字教育實踐應用中的系統(tǒng)實現(xiàn)。關鍵詞：面向效勞的體系架構；數(shù)字教育資源；平安整合；分層框架；設計；實現(xiàn)引言數(shù)字教育E-l

2、earning的快速開展，使在線資源迅速增加并呈現(xiàn)出分布、異構、海量等特征。由于技術的復雜性、教育的多樣性以及資源開發(fā)過程的非標準性，各類教育資源系統(tǒng)底層構造和功能接口不一致，數(shù)字化教育資源之間難以進展有效的交流與融合。SOA.d*z*./jiaoyujiao*ue/suzhijiaoyu/Service OrientedArchitecture，面向效勞的體系架構具有松散耦合、平臺無關、互操作和開放性等特性，為分布式異構教育資源之間的共享與集成創(chuàng)新提供了新的效勞模式。為構建開放共享的數(shù)字教育公共效勞支撐平臺，國家支持實施了“數(shù)字化學習港與終身學習社會的建立與示、“數(shù)字教育公共效勞示工程等多項

3、重大工程，目前已經(jīng)初步建立了“奧鵬、“弘成和“知金三個覆蓋全國的網(wǎng)絡教育公共效勞體系。在面向效勞的數(shù)字教育資源平安整合過程中，資源之間頻繁的互操作跨越了自治權限的邊界，平安需求廣泛。設計一個全局的平安架構來屏蔽異構平臺差異，構建動態(tài)協(xié)作的平安環(huán)境以支持優(yōu)質(zhì)教育資源增值共享，是SOA環(huán)境下教育資源建立迫切需要解決的問題，也是難點問題。本文提出了一種面向效勞的數(shù)字教育資源平安整合框架Service Oriented E-learning Resource Secure positionHierarchical Framework，SERSHF模型，分析了數(shù)字教育效勞資源整合的平安需求，對SERSH

4、F模型每個層的功能進展了詳細論述，并給出了SERSHF在數(shù)字教育應用中的系統(tǒng)實現(xiàn)。一 數(shù)字教育效勞資源整合的平安需求1多粒度定制數(shù)字教育效勞資源平安整合在開放松散耦合環(huán)境下實現(xiàn)，用戶依照業(yè)務流程BPEL所設定的教學邏輯按序每個資源。該過程不僅涉及分布式教育效勞資源擁有者的權益保障，也涉及資源合成整體的規(guī)授權。如何實現(xiàn)單域的控制和多域動態(tài)授權之間的協(xié)調(diào)，這種多粒度定制的特點必須反映于數(shù)字教育效勞資源平安整合框架之中。2自治資源平安機制獨立自治資源平安機制獨立保障用戶對教育效勞資源容的合理使用，平衡教育資源創(chuàng)作者和社會共享之間的利益均衡。每一個被整合資源的提供者都是自治的實體，他們對自己的資源必須

5、具有自主管理權。資源整合框架需要確保資源容只能被授權用戶使用，用戶對效勞資源容的只在許可的圍進展。在跨域的協(xié)同應用中，整合資源的平安不能以犧牲資源提供者自治控制權為代價。3跨系統(tǒng)的一致性集成不同的提供者對教育資源的控制程度存在差異，在數(shù)字教育資源協(xié)同會話的整個生命周期，即使對每個被整合資源系統(tǒng)的策略都加以正確地規(guī)定，策略之間的交互作用仍可能導致沖突，引起不一致的系統(tǒng)行為。平安整合框架必須適應效勞資源集成的動態(tài)特性，實現(xiàn)跨系統(tǒng)的一致性集成，保證資源整合系統(tǒng)的強健性和可靠性。4框架可伸縮數(shù)字教育資源效勞平安整合框架不僅要支持現(xiàn)有的應用，將各種已有的分布式教育效勞資源聚合在一起時，其解決方案和體系構

6、造也必須是可擴展的，以兼容新的平安技術和規(guī)。當有新技術需要部署或者增加時，不需要對現(xiàn)有平安框架進展大量修改，實現(xiàn)可伸縮的和整合。二 數(shù)字教育效勞資源平安整合框架1 SERSHF模型的層級與功能在前面數(shù)字教育效勞資源整合的平安需求分析的根底上，依據(jù)教育資源系統(tǒng)開發(fā)理論，本文提出基于SOA的數(shù)字教育效勞資源平安整合層次框架Service Oriented E-learningResource Secure position Hierarchical Framework，SERSHF模型，如圖1所示。SERSHF采用分層構造實現(xiàn)教育效勞資源的有序組織和資源平安整合的知識建構，從下至上分為資源管理層、

7、資源整合層、平安管理層和應用層。1資源管理層網(wǎng)絡資源建立是我國教育信息化戰(zhàn)略的核心組成局部，國家投入了大量的人力、物力和財力。經(jīng)過多年開展，已經(jīng)建立起了網(wǎng)絡媒體素材、網(wǎng)絡題庫、網(wǎng)絡課件、網(wǎng)上教學案例、網(wǎng)絡課程等多種類型在線資源。在SERSHF中，資源管理層利用Web效勞技術把現(xiàn)有的異構網(wǎng)絡教育資源封裝為效勞，通過WSDL語言對外規(guī)化描述資源效勞接口，具有高度可集成性。無論是CORBA、D還是.d*z*./jiaoyujiao*ue/shidelunwen/E系統(tǒng)都可以通過標準的Web效勞協(xié)議進展互操作。具體實現(xiàn)方式是借助SOAP消息與特定協(xié)議綁定來完成，如HTTP、SMTP以及對JMS封裝等。

8、平安策略通過*ML細粒度定義資源約束，實現(xiàn)自治平安機制描述和執(zhí)行機制相別離，便于資源平安存取的快速響應。平安效勞Agent處理效勞資源整合的綁定請求，同時通過WS-Seeurity規(guī)保證教育資源SOAP消息通信過程中的數(shù)據(jù)性、完整性以及不可否認性。2資源整合層資源整合層通過應用業(yè)務流程BPEL的并行、順序、選擇和循環(huán)控制活動，依據(jù)教學步驟及教學設計謀略，編排和規(guī)劃被整合教育效勞資源的調(diào)用順序，形象地將各教學知識點之間的聯(lián)系表現(xiàn)在整合資源之中。BPEL業(yè)務流程引擎解釋資源整合流程設計，根據(jù)教學設計邏輯有序綁定分布式資源，進展資源導航，并對教育效勞資源協(xié)同共享的整個生命周期進展管理和維護。質(zhì)量控制

9、模塊從多維度監(jiān)測系統(tǒng)滿足學習者需求的能力，如擴展性、并發(fā)處理、響應時間、吞吐量、準確性等，使資源整合應用能獲得QoS保障的運行環(huán)境。消息管理模塊監(jiān)控資源之間數(shù)據(jù)的平安傳遞和路由，完成系統(tǒng)基于SOAP消息的知識架構。為方便用戶對整合資源的一站式，消息管理模塊基于SAML令牌在多個資源提供者之間實現(xiàn)用戶身份和平安信息的傳遞。事務管理模塊實現(xiàn)資源效勞的自適應協(xié)調(diào)，在用戶可承受的代價圍進展事務回滾或繼續(xù)操作，確保資源整合應用的完整性和可靠性。流程管理模塊則用于優(yōu)化資源整合應用，實現(xiàn)目標流程實例的匹配、執(zhí)行、協(xié)調(diào)和更新。3平安管理層平安管理層承上啟下，是SERSHF模型的核心。它對上實現(xiàn)用戶整合教育資源

10、的一站式授權管理，對下實現(xiàn)自治效勞資源授權策略的一致性協(xié)同，到達從整合資源平安消費到自治資源整合的多粒度定制，從而形成了“平安驅動業(yè)務、業(yè)務驅動資源的分布式資源協(xié)同平安效勞格局。策略的協(xié)同管理從自治效勞資源角度出發(fā)，解決多平安機制的有效協(xié)同問題。通過整合資源控制策略一致檢測，SERSHF在數(shù)字教育資源協(xié)同應用的整個生命周期，進展自治資源平安規(guī)則的完整性約束檢查和沖突發(fā)現(xiàn)。當被整合資源的控制策略之間出現(xiàn)沖突時，通過控制策略可信推導，模型提取影響資源整合的控制策略非一致的規(guī)則并進展消解，實現(xiàn)策略之間沖突的解決，保障資源跨平安域應用的一致性集成。業(yè)務流程授權管理從整合效勞資源角度出發(fā)，解決學習用戶對

11、整合資源的合法性授權問題。業(yè)務流程授權約束把所整合的教育資源看作一個整體，從集成整體的角度定義用戶對整合資源的授權圍和平安等級的上下。流程授權建模對整合資源業(yè)務流程活動之間基于分工性、依賴性和交互性授權的協(xié)同及其有序約束關系進展描述。流程信任會話在授權描述和建模模塊的支持下，確保整合的教育效勞資源只被合法授權用戶按規(guī)定權限。4應用層應用層是用戶消費基于效勞的平安整合教育資源的橋梁，它響應界面層的用戶請求，為資源用戶實現(xiàn)友好的知識效勞界面和系統(tǒng)平安管理接口，提供交互應用、資源展示、平臺接入、資源新聞發(fā)布、知識宣傳等多項功能。應用層建立了知識效勞與用戶消費之間的聯(lián)系，以集成的方式提供廣泛的知識資源

12、和多種多樣的個性化效勞，方便用戶的“一站式知識獲取和交流。學習者可以通過應用層信息門戶進入學習環(huán)境，按照自身的個性化需求選擇適宜的集成學習資源，以完成由多個分布式優(yōu)質(zhì)平安資源依據(jù)教學設計思想整合而形成的系列課程學習。2 SERSHF模型的特點1提供了教育效勞資源平安集成的全景視圖。針對面向效勞的數(shù)字教育資源平安整合問題，分層構造使資源開發(fā)人員可根據(jù)不同的應用需求選擇不同平安功能模塊，從而更加專注于資源整合的實現(xiàn)。.d*z*./jiaoyujiao*ue/zhijiaolunwen/SERSHF模型簡化了資源平安部署和開發(fā)的過程，提高了平安開發(fā)的復用性、靈活性和系統(tǒng)開發(fā)效率，有助于發(fā)揮SOA技術

13、在數(shù)字教育資源應用中的整體效應，為資源不同層次的平安協(xié)同共享和集成應用奠定了體系構造根底。2兼顧多方面平安需求。教育效勞資源的增值平安融合是多個分布式優(yōu)質(zhì)資源的集成，也是每個資源創(chuàng)作者經(jīng)歷的積累和心血的凝聚。SERSHF模型在保障自治資源平安機制獨立的前提下，從全局角度對資源之間的平安協(xié)作進展細粒度管理。通過業(yè)務流程授權管理，SERSHF模型將解決融合BPEL流程活動執(zhí)行的動態(tài)控制，使用戶對分布式數(shù)字教育資源的能夠規(guī)、非破壞性地進展。在保證資源質(zhì)量的前提下盡可能發(fā)揮優(yōu)質(zhì)資源的社會價值，從構造上保障優(yōu)質(zhì)資源的共建共享和持續(xù)創(chuàng)新。3具有良好的可伸縮性。SERSHF模型從技術方面給出面向效勞架構環(huán)境

14、下，一種更高層次的可共享、可重構、可擴大、可定制的數(shù)字教育資源平安整合構造。新的平安技術和規(guī)可以很方便地融入該模型，便于數(shù)字教育資源平安整合開發(fā)人員在數(shù)字教育效勞資源的平安整合規(guī)劃中兼顧目前需求和未來開展。三 SERSHF模型的實現(xiàn)依托省教育科學“十二五規(guī)劃課題“鼓勵調(diào)制視域下分布式數(shù)字教育效勞資源平安共享機制研究，SERSHF模型已在實踐應用環(huán)境中成功實施。模型實現(xiàn)的框架系統(tǒng)如圖2所示。系統(tǒng)由以下幾個核心局部組成：身份認證效勞器、平安執(zhí)行模塊、平安管理模塊包括策略協(xié)同管理和流程授權管理兩個子模塊、BPEL引擎、教育效勞資源平安策略庫和BPEL流程活動狀態(tài)信息庫等。下面對系統(tǒng)的執(zhí)行過程進展介紹

15、。1在整合教育效勞資源之前，用戶首先向身份認證效勞器證實自己的身份。獲得認證信息之后，向平安執(zhí)行模塊發(fā)送資源請求。2平安執(zhí)行模塊利用數(shù)字簽名對用戶身份進展合法性驗證，假設用戶合法，平安執(zhí)行模塊將用戶請求傳遞給平安管理模塊。3在教育效勞資源平安策略庫的支持下，策略協(xié)同管理模塊對自治資源的平安策略進展一致性判斷；在BPEL流程活動狀態(tài)信息庫的支持下，流程授權管理模塊對業(yè)務流程活動授權的合理性進展判斷。如果策略協(xié)同管理模塊和流程授權管理模塊中至少一個可判斷為“否，則拒絕用戶請求，并將請求信息返回給用戶：假設策略協(xié)同管理模塊和流程授權管理模塊可判斷都為“是，系統(tǒng)將授權平安執(zhí)行模塊根據(jù)用戶請求啟動BPEL引擎執(zhí)行資源整合效勞。4BPEL引擎為資源整合提供質(zhì)量控制、消息管理、事務管理和流程管理支持。它與基于Web效勞的分布式教育資源建立運行時會話，并將整合資源通過平安執(zhí)行模塊提供應用戶。在整合資源過程中，BPEL引擎還將監(jiān)控業(yè)務流程活動的運行時狀態(tài)信息并動態(tài)存儲在BPEL流程活動狀態(tài)信息庫中，便于系統(tǒng)動態(tài)管理整